地学数据标注和引用现状与存在的问题初探

科学数据引用是近年来逐渐兴起与成熟的一个领域,世界各国都对其进行了一系列相关工作。地学作为一门涉及范围极广的科学,在众多科研工作中积累了大量的科学数据。概述了我国科学数据共享体系的现状与存在的问题,以寒区旱区科学数据中心提供的数据施引文献库为例,分析了该中心数据集自2006~2013年(注:2013年数据不全)的被引情况。研究结果发现:科学数据集自公开到被广泛引用需要约2年的时间积累,2年之后被引情况大幅度增长。该数据集遥感数据最多,其次是土地和气象数据。但从被引情况来看,以遥感和气象被引次数居首,说明用户对此类数据的需求较大。     

地下水流速及介质非均质性对重非水相流体运移的影响

重非水相流体(DNAPL)在地下介质中的运移分布受多种因素影响,包括DNAPL的物化性质、泄漏速率、地下水流速和介质非均质性等。本文采用地质统计方法生成渗透率随机场刻画非均质性,运用T2VOC模拟不同流速情形下DNAPL在均质/非均质介质中的运移分布,以评估地下水流速和非均质性对DNAPL运移的影响。研究结果表明,地下水流速的增大显著促进了DNAPL的水平和垂向运移。相同流速情形下,非均质性的增强使得DNAPL污染羽分布形态及运移路径的空间变异性增强,出现明显的蓄积和绕流。当DNAPL运移的优势通道方向与流速方向相反时,水流对DNAPL水平运移的促进作用将减弱,反之,其促进作用增强。随着流速与非均质性的同时增强,水平方向上污染羽的扩散范围增大,另外水平和垂直方向上质心位置(一阶矩)及展布范围(二阶矩),污染池起始位置及其长度的空间变异离散程度增大。     

FEMWATER在地下水流数值模拟中运用

GMS是目前使用广泛的一个地下水模拟软件,它包含多个水流模拟计算模块,其中基于有限元分析的FEMWATER模块是一个功能强大的三维水流-溶质运移的数值模拟模块。迄今为止, FEMWATER在国内地下水数值模拟中的运用甚少。本文介绍了FEMWATER主要特点和应用领域,采用基准问题(Theis问题和Henry问题)对模型进行校正,然后选取了张家港合兴地块为实例,对该研究区的地下水流模型采用FEMWATER进行数值模拟,对比分析了FEMWATER和MODFLOW模拟结果,并由此概括了有限元和有限差分计算中的不同和FEMWATER运用注意事项,为他人今后开展相关工作提供参考。     

以地质统计方法推估上海第三承压含水层渗透系数的分布

本文采用地质统计方法分析上海第三承压含水层渗透系数的空间变异性。将取对数后的渗透系数作为区域化变量,计算各个方向的试验变差函数,进行理论变差函数模型拟合,以分析含水层空间结构并判定含水层可能的各向异性。变差函数模型经交互验证后,再采用普通Kriging法进行空间插值获得该含水层的渗透系数空间分布。研究结果表明：对数渗透系数在空间上具有明显的几何各向异性,大约在北偏东300方向有最小的变异性,而在东偏南300方向具有最大的变异性,这与含水层形成的水文地质环境具有密切关系。     

包气带中降雨入渗单相流和二相流数值模拟对比

目前大多数模拟包气带中降雨入渗的过程均采用单相流,未考虑气相对液相(水流)的影响.本文基于多相流数值模拟程序TOUGH2,考究降雨入渗时水驱替空气的水气二相流过程,对比单相流和多相流模拟结果的不同.数值模拟结果显示,对于稳定渗流问题,单相流和水气二相流模拟结果相近.而对于非稳定渗流问题,基于水气二相流模型模拟结果更为可...     

利用大口径井抽水初期试验数据确定含水层参数

在满足Theis假设的前提下,Theis公式是非稳定流抽水试验确定含水层参数的基本公式。而大口径开采井抽水初期的降深曲线是偏离Theis标准曲线的,此时要利用大口径井抽水初期试验数据求解含水层参数,可以采用Papadopulos-Cooper公式。针对Papadopulos-Cooper配线法求解过程中存在的主观性强、随意性大等弊端,一种基于Papadopulos-Cooper解析解的迭代近似解法被用于大口径井抽水试验计算。实例计算结果表明,该方法具有较高的求解精度,且解法实现简单,并在一定程度上解决了配线法求解含水层参数时的多解现象。     

张家港市合兴地块浅层地下水资源评价

通过对张家港市合兴地块水文地质条件的分析，运用数值模拟方法对该区的浅层地下水资源量进行评价，结果表明：该区浅层地下水具有一定的开采潜力。运用已经检验和校正过的模型，对合兴地块的浅层地下水做了两个不同的地下水位预报方案，预报结果表明：研究区中部合兴镇、锦丰镇的浅层地下水开采潜力相对较小，西部大新镇、晨阳镇开采潜力较大。     

常州地区粉质粘土的蠕变模型

本文根据Singh和Mitchell等学者的研究结果,采用适用范围广的Singh_Mitchell蠕变速率方程描述常州地区第一弱透水层粉质粘土的蠕变特性。利用自制改装的三轴应力式流变仪,通过三轴排水蠕变试验,分析得出常州地区粉质粘土的蠕变模型形式,较不排水蠕变试验更加客观地反映了常州地区第一弱透水层长期蠕变的实际情况,从而为该区地面沉降模型中考虑粘性土体的蠕变特性提供了力学基础,并提供相应的参考数据。该模型具有参数少、适用性强的特点。     

双重裂隙介质内微观粒子测速研究

微流控实验结合微观粒子图像测速技术(μPIV)是解析孔隙尺度复杂流体流动过程的重要手段。裂隙介质中存在不同大小的裂隙结构,影响溶质运移等行为。为探究复杂裂隙结构对μPIV测速结果的影响,该文设计了双重裂隙网络结构,以此对比μPIV粒子测速结果和孔隙尺度模型模拟结果。结果显示：主裂隙中μPIV测速结果与孔隙尺度模型模拟结果基本一致;微裂隙中粒子运动受边界影响较大,且优势通道的存在使进入微裂隙内的粒子数较少,导致部分区域测速结果与模拟结果存在较大偏差。该文总结了复杂介质结构中使用μPIV进行粒子测速可能导致偏差较大的区域并分析其成因,为提高μPIV粒子测速的准确性提供了新的认识。     

TOUGH2软件的发展及应用

TOUGH2是一套功能强大、应用广泛的模拟孔隙或裂隙介质中多相流的系列程序。本文概略地回顾了TOUGH2软件的开发背景和升级历史。系统地介绍了TOUGH2软件的结构组成、特点和基本原理以及该软件的应用现状。